模拟电子线路中几个知识点的辨析

李小珉　范越

[摘 要]模拟电子线路课程教学中存在很多容易混淆和难以理解的知识点。通过总结罗列有关直流和交流工作状态、输入和输出电阻、反馈类型的判别、集成运放线性应用电路分析等相关概念，指出这些知识点难以掌握的症结，并给出需要明确和着重强调的关键和方法。

[关键词]三极管模型 输入 / 输出电阻 反馈类型 集成运放

[中图分类号] X1710 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）09-0117-02

模拟电子线路课程内容具有概念方法多、头绪繁杂的特点，学生在学习过程中，经常会遇到一些困难影响其掌握和理解程度。笔者通过多年的教学发现有多个关键知识点，在教学中容易被忽视或混淆，这是导致课程难学的直接原因，这里列举几个，以期在同仁中起到抛砖引玉的效果。

一、直流、交流工作状态

从电路分析课程到模拟电子线路课程，虽然研究的都是电路，但其内涵发生了质的变化。在有源电路分析中，由于三极管的直流等效模型和交流等效模型不同，直流分析和交流分析必须严格区分、独立进行。

与直流工作状态相关的概念有：直流参数（静态工作点）、设置静态工作点的目的、三极管的直流等效模型（VBEQ=0.7V）、设置静态工作点的三种偏置电路（固定偏置、射极偏置、分压式射极偏置）分析、电路参数和温度对静态工作点的影响等。与交流工作状态相关的概念有：交流参数（AV、Ri、RO）、三极管的交流等效模型（vbe=ibrbe）、三种基本组态（共发射极、共基极、共集电极）放大器的分析、特性和应用等。

放大器的直流参数和交流参数经常被混淆，比如分析放大器放大倍数AV时，发射结电压却用直流电压VBEQ=0.7V代入，导致错误的结果。所以一定要强调三极管的直流等效模型和交流等效模型的不同。另外，偏置电路与基本组态也是经常被混淆的，所以要强调放大器的特性是由组态形式确定的，组态形式与输入端和输出端的位置有关，所以是从交流的角度命名的；而偏置电路显然是从直流的角度命名的，某一组态的放大器可以选固定偏置电路、也可以选分压式射极偏置电路，所以放大器的名称应由组态形式来确定。

二、输入、输出电阻

电压放大器的三个主要参数是电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。实际电路中电压放大倍数越大表明放大能力越强，所以希望越大越好，这是很好理解的，而希望输入电阻越大越好，输出电阻越小越好应如何理解呢？这也是一个学习中容易引起困惑的知识点。

放大电路的输入电阻是前一级电路的负载，其大小主要影响前级的增益。当两级断开时，前级电路负载为无穷大，称为空载，相当于后级输入电阻无穷大，此时输出电压最大，增益最大；当前级电路输出短路时，称为过载，相当于负载为0，此时输出电压为0，增益为0。由此看来，负载值从无穷大到0变化，值在减小，但是对前级电路的负担在增加，所以本级输入电阻越大对前级影响越小，即前级的负载越轻；反之，输入电阻越小，前级的负载就越重。也就是说在电压放大器中，大负载是轻负载，小负载是重负载，希望前级的负载即本级的输入电阻越大越好。

放大电路输出电阻的大小决定了其带负载的能力。所谓带负载的能力是指放大器的性能在负载变化时保持不变的能力。加上负载RL后，输出电压vO与空载时输出电压vS的关系为VO=VS，当负载RL远大于输出电阻RO时，VO≈VS，即输出电压近似不变，电路的带负载能力最强。所以负载的大小或轻重是相对于输出电阻的，输出电阻越小，对负载取值的限制越少，电路的带负载能力越强。

三、反馈类型的判别

反馈类型的判别对初学者来说是个难点，首先是反馈网络的定位。根据定义，反馈网络应该跨接在电路的输入与输出之间，在电路结构中表现为横向连接的器件，例如在图1电路中，Rf支路是反馈。经常容易引起的困惑的是RB支路、地线也跨接在电路的输入与输出之间，为什么不算是反馈？这里要特别强调电源VCC是交流地，地线上是没有信号传输的，所以RB不构成反馈。

判别反馈类型时使用的方法是负载短路法和信号源短路法，即假设负载或信号源短路，观察反馈是否消失，从而确定反馈类型。

“反馈是否消失”的确定是又一个需要加强的内容，初学者往往会关注反馈信号（电流或电压）是否消失，经过一系列电路分析，经常会一筹莫展。如果将对反馈信号的关注转移到反馈结构上，问题就变得简单了。例如在图1电路，假设信号源对地短路时，T1的基极接地，Rf与RE2并联，Rf不再跨接在输入与输出之间，所以反馈消失；同样假设负载对地短路时，在电路结构上对Rf支路没有造成任何影响，所以反馈仍然存在。

四、集成运放线性应用电路分析

集成运算放大器的应用，一般教材是按照电路的运算功能展开的，其顺序是：运放的传输特性、同相放大器、反相放大器、减法器、仪用放大器等，重点是对各电路功能进行分析，忽略了电路在构成上的内在联系，造成知识点的零散和孤立。如果从电路组成原理的角度出发，在教学中不仅强调电路的功能，同时还着重关注电路在构成上的内在联系，就可以将看似孤立的知识点编制成一条环环相扣的知识链，便于理解和记忆。

作为放大器使用时，集成运放应工作在线性区。但由于电压放大倍数很大导致线性范围小、容易自激，并且增益不可控等，致使运放不能开环工作。为了保证由集成运算放大器组成的各种应用电路能稳定地工作在线性区，必须引入负反馈。在集成运算放大器中引入负反馈要强调只有一种电路结构，即将输出信号反馈回反相输入端，在此基础上，若输入信号加在同相输入端、同时反相输入端接地构成同相放大器；反之构成反相放大器。由此指出了同相放大器和反相放大器组成结构上的关联。

将同相放大器与反相放大器合二为一就构成了减法电路，如图2（a）所示。当满足R4=R2、R3=R1时，VO=（vi2-vi1），此电路的优点是简单，缺点是输入电阻不够大，限制了其应用。为了提高输入电阻，可将两个输入信号通过电压跟随再接入电路，构成图2（b）电路。此时输入电阻为无穷大，输出与输入的关系不变。进一步分析该电路发现，当需要改变增益时，可以通过改变R1或R2实现，但是由于电路中有两个R1和两个R2，所以需要改变两个电阻，带来了调试上的不便。因此引入图2（c）电路，即仪用放大器。图中A3构成的电路是一般的减法器，经过A1、A2的作用使电路输入电阻为无穷大，通常R2、R3和R4为给定值，R1用可变电阻代替，调节R1即可改变增益。很好的解决了所有矛盾。

五、结语

模拟电子线路历来都是一门难学难教的课程，教师作为领路人，不仅要熟悉教学内容，还要密切关注学生学习的情况，了解和掌握哪些知识点在学习和理解过程中容易遇到怎样的困难，并及时找到应对方法，才能有的放矢的化解难点。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 冯军，谢嘉奎主编.电子线路（第五版）[M].高等教育出版社，2010.08.

[2] 康华光主编.电子技术基础（第六版）[M].高等教育出版社，2014.01.

[责任编辑：张 雷]